Interferensi Film Tipis: Gelembung Sabun dan Lapisan Minyak
1 · Memprediksi
Cahaya yang dipantulkan dari kedua permukaan film transparan tipis (seperti gelembung sabun) mengganggu, menghasilkan pantulan terang atau gelap tergantung pada ketebalan film. Apakah film yang lebih tebal selalu menggeser 'urutan' interferensi mana yang menghasilkan pantulan terang?
- Ya — urutan interferensi untuk pantulan terang berskala langsung dengan ketebalan film (dalam satuan panjang gelombang di dalam film).
- Tidak — ketebalan film tidak memengaruhi urutan terang.
- Ketebalan hanya mempengaruhi warna, bukan 'urutan' numerik.
2 · Pengaturan
- Buka preset thin-film dan tekan Reset. Film ini memiliki indeks n = 1.33 (seperti film sabun); panjang gelombang cahaya adalah 550 nm.
- Aktifkan pembacaan perintah interferensi.
- Atur ketebalan film untuk setiap percobaan dan catat urutan interferensi pantulan terang.
3 · Kumpulkan Data
| Ketebalan film t (nm) | Orde pantulan terang m |
|---|---|
| 400.00 | |
| 500.00 | |
| 600.00 |
Plot urutan m (sumbu y) terhadap ketebalan t (sumbu x) untuk tiga percobaan Anda. Apakah garisnya lurus?
4 · Analisis
- Untuk satu percobaan, hitung m = 2 nt/λ − 0.5 menggunakan n = 1.33 , λ = 550 nm. Bandingkan dengan tabel.
- Jelaskan mengapa istilah −0,5 muncul: cahaya yang dipantulkan di DEPAN film mengalami pergeseran fasa setengah panjang gelombang (dipantulkan dari media dengan indeks lebih tinggi), sedangkan cahaya yang dipantulkan di BELAKANG tidak — asimetri ini menggeser kondisi bilangan bulat biasa sebanyak setengah langkah.
5 · Perluas
- Warna gelembung sabun terus berubah dan berputar karena ketebalan film bervariasi di seluruh permukaannya dan berubah seiring waktu seiring dengan pengeringan dan penguapan. Ketebalan yang berbeda memenuhi kondisi pantulan terang untuk panjang gelombang (warna) berbeda pada saat tertentu. Jelaskan mengapa film dengan ketebalan seragam sempurna malah menunjukkan satu warna seragam (atau tidak sama sekali) di seluruh permukaannya.
- Lensa kamera menggunakan lapisan anti-reflektif tipis, dirancang sedemikian rupa sehingga pantulan depan dan belakang secara destruktif mengganggu panjang gelombang yang dipilih (biasanya hijau, warna paling sensitif bagi mata), sehingga meminimalkan pantulan yang tidak diinginkan. Jelaskan mengapa lapisan seperti itu sering kali masih menunjukkan warna ungu yang samar — panjang gelombang di kedua ujung spektrum tampak tidak sepenuhnya hilang.
Fisika di Balik Eksperimen Ini
Urutan Refleksi Cerah Film Tipis
Cahaya yang dipantulkan dari kedua permukaan film tipis mengganggu secara konstruktif (pantulan terang) ketika panjang jalur optik pulang-pergi cocok dengan kelipatan panjang gelombang setengah bilangan bulat: m = 2 nt/λ − 0.5 , yang menyebabkan pergeseran fasa permukaan depan.